Análisis molecular de la microbiota bacteriana presente en muestras asociadas al caracol pala (strombus gigas) y determinación de las actividades antibacterianas y enzimáticas de bacterias aisladas

Abstract

El caracol pala (Strombus gigas) posee una diversidad bacteriana poco estudiada que puede influir en la nutrición, el metabolismo, el estado físico del hospedero, entre otros aspectos, por esa razón su microbiota bacteriana representa un recurso de imperativo interés ecológico y biotecnológico. El objetivo principal de este estudio fue determinar la diversidad bacteriana asociada al caracol, sus afiliaciones filogenéticas y el potencial bioactivo de algunos aislados bacterianos. Metodologías de microbiología convencional y herramientas moleculares dependiente e independientes de cultivo como la electroforesis por gradiente de desnaturalización (DGGE), fueron usadas para estudiar la diversidad presente en la baba, el alimento y el intestino de caracoles silvestres y en cautiverio de las Islas del Rosario, Colombia. Los perfiles de bandeo resultantes del DGGE fueron evaluados usando el programa GelCompar II (Applied Maths TX, USA) y los análisis filogenéticos de las comunidades bacterianas estudiadas revelaron una diversidad moderada, la cual se estableció por un número variable de bandas detectadas por DGGE. Se encontraron además diferencias entre las estructuras de las comunidades bacterianas asociadas a los caracoles en cautiverio con respecto a las encontradas en caracoles silvestres, sugiriendo una estrecha relación de poblaciones con el hábitat de los caracoles. Las afiliaciones filogenéticas fueron determinadas por secuenciación del gen rRNA 16S; las secuencias fueron agrupadas en cuatro clases: β-proteobacterias, γ-proteobacterias, Firmicutes y Actinobacterias; algunas de estas secuencias están relacionadas con microorganismos importantes en procesos de defensa y descomposición orgánica. Adicionalmente, los estudios sobre el potencial bioactivo en bacterias asociadas al caracol pala indican que algunas poseen propiedades antibacterianas e hidrolíticas. Actividades amilasas, celulasas, proteasas y lipasas fueron exhibidas por bacterias asociadas a la baba y el intestino de caracoles. Los aislados de Exiguobacterium y Psychrobacter fueron los géneros más versátiles en cuanto a producción de enzimas. En general las bacterias encontradas con actividad podrían desempeñar un papel en la transformación de materia orgánica y nutrición en caracoles, funciones que aún no han sido evaluadas. En este estudio, el análisis de las secuencias del rDNA 16S y de los perfiles obtenidos por DGGE permitieron inferir sobre la presencia de comunidades bacterianas únicas, diversas e igualmente complejas en el caracol, asimismo este trabajo es el primer reporte sobre la evidencia de hidrolasas extracelulares en bacterias asociadas a S. gigas, que pueden ser de importancia ecológica y un recurso de interés biotecnológico para nuestro país./Abstract. The Queen Conch (Strombus gigas) has a poorly studied bacterial diversity that may influence on the animal metabolism, nutrition, physical condition and others aspects, for that reason its bacterial microbiota represent a resource of ecological and biotechnological interest. The aim of this study was to determinate the bacterial diversity associated with the Queen Conch and bioactive potential of some bacterial isolates. Conventional microbiological methods and culture-dependent and independent molecular tools such as denaturing gradient electrophoresis (DGGE) were used to assess the diversity presence in mucus, food and gut from wild and captive conchs from Rosario Islands, Colombia. DGGE profiles were analyzed using GelCompar II software package (Applied Maths TX, USA). The phylogenetic analysis of bacterial communities showed a moderate diversity established by a variable number of bands detected by DGGE. We also found differences between bacterial communities structures associated with captive and wild conch, suggesting that populations are more related to the habitat. Phylogenetic affiliation of conchs-associated bacteria was assessed by 16S rRNA gene sequencing; the sequences were grouped into four classes: β-proteobacteria, γ-proteobacteria, Firmicutes, and Actinobacterias, some of these sequences are related to microorganisms involved in defense processes and organic decomposition. Additional studies about the bioactive potential in bacteria associated with conch suggest that there are a significant proportion of bacteria that display antibacterial and hydrolytic activities. Bacteria associated with mucus and gut from conchs exhibited production of hydrolytic enzymes as well as amylases, cellulases, proteases and lipases. Psychrobacter and Exiguobacterium have been found to be the most versatile genus because of the production of multiple enzymes activities. As a result, these bacteria would have an important facultative role in the transformation of organic matter and conch’s nutrition, which has not yet been discussed. In this study, analysis of 16S rDNA sequence and DGGE profiles obtained allow us to infer about the presence of unique, different and equally complex bacterial communities in the Queen Conch. To date this is the first study about the characterization and extracellular enzymatic activities of bacteria associated with the Queen Conch in Colombia which will be of interest in an ecological and biotechnological context.